缓存和数据库不同时更新时,读写策略要怎么改才能避免脏数据?

你可能已经习惯了这些怪现象:

  • 数据库里库存已经扣了,页面还在显示有货
  • 用户刚改完昵称,一会儿新一会儿旧
  • 后台确认是最新配置,线上到处仍是老版本

明知道有缓存、也知道有延迟,但一上高并发和多节点,脏数据还是反复出现。
多数时候不是某一次失败惹的祸,而是整套读写策略没有统一顺序、没有版本概念,行为完全靠运气。

下面只讲能落地的一套思路:写路径统一、读路径更谨慎、关键数据加版本,再配合稳定的出口环境,把脏数据概率压到可接受范围。

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一、常见现象与隐性风险

1、只改库不管缓存

典型模式是接口只更新数据库,不触碰缓存:

  • 写操作成功返回
  • 缓存里一直是旧值
  • 大部分读请求命中缓存,看起来一切正常,实际上全在用老数据

短期看是小问题,长期会让前后端各有一套对真实状态的理解,谁都能拿日志证明自己是对的。

2、并发写互相覆盖

多条请求同时更新同一条记录时,常见流程是:

  • 一个请求先写库再删缓存
  • 另一个请求稍后写库但没有重建缓存
  • 最终数据库是新值,缓存仍是旧值,读层只看缓存

再叠加批处理脚本、后台修改,多次写入顺序完全随缘,脏数据就会在一些时间窗口里稳定出现。

3、过期重建撞上高并发

缓存刚过期时,经常会出现这种情况:

  • 多条请求同时发现缓存未命中
  • 全部打到数据库,再各自写回缓存
  • 有的读到旧快照,有的读到中间状态,最后谁最后写回缓存谁说了算

从日志角度看,每次单独操作都没错,但合在一起就变成经典脏读场景。

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二、根本原因:权威来源和写入顺序模糊

1、权威数据源没有统一共识

不少团队内部同时存在几种做法:

  • 有功能只改数据库,不管缓存
  • 有脚本直接改缓存,数据库在之后统一同步
  • 异步任务和补偿逻辑各写一套自己的更新流程

结果是系统里慢慢长出两套真相:

  • 一套以数据库为准
  • 一套以缓存为准

谁新谁旧、谁更可信,完全取决于具体时间点,缺少一条全局统一的规则。

2、写入顺序没有统一约定

在真实项目里,常见写入路径五花八门:

  • 有的地方先写库再删缓存
  • 有的地方只删缓存不关心写库是否成功
  • 有的地方写库失败也不回滚缓存

再加上失败重试、多实例部署、定时任务补写,谁覆盖谁完全看调度时机。
写路径稍微复杂一点,读路径必然在某些窗口期把旧值当新值卖给用户。

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三、写策略怎么改:统一写库加删缓存

1、先定好“数据库是唯一权威源”

先砍掉一切“只改缓存”的更新方式,统一约定:

  • 所有业务更新以数据库为权威
  • 缓存只负责加速,不负责定义真相

这样团队内部讨论时,有一个明确参照:对不齐时以数据库为准,其他组件围绕数据库转。

2、对所有写操作统一成“写库加删缓存”

不管是谁发起的更新,完整流程都收敛成同一条链路:

  • 第一步 写数据库
    写失败直接返回错误,不碰缓存
  • 第二步 写成功后删除对应缓存键
    不直接往缓存塞新值,只做删除动作
  • 第三步 删除失败要打点记日志
    可以由后台任务定期扫描异常记录,补做删除

坚持删缓存而不是直接写缓存,有几条现实好处:

  • 重建逻辑集中在读路径一处维护,字段不容易缺失
  • 各模块都用同一份数据结构,减少字段漂移
  • 写入问题集中在数据库层排查,缓存只负责让出空间

3、关键数据加版本或更新时间

对订单状态、余额、库存、核心配置这类关键数据,建议:

  • 在表里增加版本号字段或更新时间字段
  • 更新时带上当前版本做乐观校验
  • 成功后版本自增或更新时间前移
  • 更新失败说明有并发写入,上层决定是否重试或提示用户

同时在缓存里存一份數據加版本信息:

  • 写回缓存前,先看当前缓存版本
  • 待写入版本比现有版本旧时,可以放弃覆盖,避免旧消息压掉新状态

这样就算有延迟任务或补偿脚本晚到,也很难再把状态打回过去。

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四、读策略怎么改:对“刚改过的键”更谨慎

1、维护一个轻量“近期变更集合”

可以为高价值数据维护一个小集合,用来标记近期刚被修改的键:

  • 写库成功后把键加入集合
  • 集合内的键设置一个较短存活时间
  • 这段时间内对该键的读请求更谨慎处理

读请求到来时:

  • 命中集合的键
    说明刚改过 直接查库 再重建缓存 不盲信现有缓存内容
  • 未命中的键
    走普通路径 先查缓存 未命中再查库 并回写缓存

这相当于对“刚动过”的数据开了一个加强模式
只在这段短窗口里多访问一次数据库 成本有限 却能大幅减少脏读事件。

2、缓存重建时避免多请求同时写回

缓存过期或者刚被删除后 多个请求可能同时发现为空
更稳妥的做法有两种思路:

  • 对单键加轻量锁
    第一条请求抢到锁 负责查库加写缓存
    其他请求等待一小会 然后直接读新缓存
  • 利用版本控制
    所有请求都可以查库
    写缓存时如果发现本次版本低于缓存里已有版本 就放弃覆盖

两种模式各有成本 但都能杜绝“乱写回”的主要风险
尤其在高并发场景下 能避免中间状态覆盖最终状态。

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五、落地顺序和与易路代理配合的方式

1、按风险高低分批落地

一次性重构全量读写路径风险很高 更现实的顺序是:

  • 先挑出出错就要人工修数的表
    例如订单 余额 库存 关键配置
  • 在这些表上优先统一写库删缓存 加版本字段和近期变更集合
  • 观察一段时间
    看后台修数频率是否下降
    前台和后台数据不一致投诉是否减少

效果跑出来以后再推到其他模块 让整个改动变成渐进式演进 而不是一次性大动脉手术。

2、用稳定出口减少网络抖动对一致性的放大

很多时候缓存和数据库内部逻辑没太大问题 真正放大风险的是网络层:

  • 出口不稳导致部分节点请求超时
  • 重试逻辑叠加放大写入次数
  • 延迟飘导致写入顺序混乱

这层可以交给更可控的代理平台来托底 让上面那套读写策略更容易发挥效果。

以易路代理为例 它有几条特点可以直接拿来用:

  • 线路类型丰富
    住宅 机房 移动线路都能按场景拆组
    可以把写请求和一致性敏感接口放在更稳的住宅池
    把批量读和同步任务放在机房池 避免所有请求挤一条线
  • 分组和标签体系清晰
    可以专门为订单写入接口建一组低延迟稳定线路
    查询接口再走另一组更偏重容量的线路
    应用只认线路组标签 不必关心具体 IP 后续扩容和切线都在易路面板上操作
  • 可视化监控实用
    面板可以按线路组查看延迟 成功率 错误分布
    写高峰时哪一组表现变差 可以快速将敏感写路径迁出
    把问题线降级给不敏感任务使用

比较建议的落地方式是:

  • 先把对一致性要求最高的几个接口绑到易路中一组更稳的出口上
  • 再按上文改写读写逻辑 统一写库删缓存并加上版本和变更集合
  • 利用易路的线路统计观察写高峰时延迟和错误趋势 再逐步扩大改造范围

这样做完之后 一致性就不再是应用单打独斗 而是和网络出口一起配合
在高峰和抖动下仍能维持相对可控状态。